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KORROSION VON WEISSBLECH

Das Hauptinteresse gilt der Untersuchung des Verhaltens von Weißblech als Rohstoff für die Herstellung von Verpackungen, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Korrosion.

Atmosphärische Einflüsse greifen Weißblech je nach Umgebungsfeuchtigkeit, Durchschnittstemperatur, Oberflächenbehandlung, Temperaturschwankungen, Dicke und Qualität der Zinnschicht usw. an. Zweifellos gibt es noch andere Elemente, die mit der Außenseite eines Behälters in Kontakt kommen und eine Verschlechterung des Weißblechs verursachen können, aber in diesem Fall wollen wir kurz beschreiben, was mit der Innenseite des Behälters geschieht oder geschehen kann. Und darin nur die Veränderungen chemischer oder elektrochemischer Art, die mikrobiologischen beiseite lassend, aufgrund ihrer enormen Ausdehnung und Komplexität. Diese Veränderungen werden als Korrosion bezeichnet, obwohl es sich in Wirklichkeit um ein komplexeres Phänomen handeln kann.

Die Auswirkungen dieser Korrosion können dazu führen, dass der Inhalt des Behälters ungenießbar wird, seine wesentlichen Eigenschaften verliert, das normale äußere Erscheinungsbild des Behälters verändert wird oder er durchlöchert wird. In jedem Fall bedeutet dies, dass der Container-Inhaltssatz unbrauchbar ist; die Zeit, die zwischen der Befüllung des Containers und dem Auftreten dieses Phänomens vergeht, ist die „Haltbarkeit“ des Containers.

Die verpackten Produkte sind sehr unterschiedlich, einige sind sehr sauer, sehr aggressiv gegenüber Metallen usw. Weißblech bleibt jedoch über lange Zeiträume korrosionsfrei. Ein Grund für die langsame Auflösung von Zinn ist sein relativ hohes elektrisches Potential im Verhältnis zu Wasserstoff, das die Reaktion verlangsamt, bei der Wasserstoff an der Oberfläche des Metalls freigesetzt wird und in das flüssige Medium übergeht. Es ist zu beachten, dass in oxidierenden Medien Wasserstoffatome mit Sauerstoff zu Wasser reagieren können und die Korrosion beschleunigt wird; dies ist einer der wesentlichen Gründe für das Vorheizen der Konservenfabriken, um gasförmige oder gelöste Luft zu eliminieren, und auch die Notwendigkeit, ein gutes Vakuum zu erreichen.

Die chemischen Eigenschaften von Zinn reichen jedoch nicht aus, um sein gutes Verhalten zufriedenstellend zu erklären. Das Zinn ist in einer sehr dünnen Schicht verteilt und wirkt nicht als Isolierschicht: Es gibt Poren, die den Stahl freiliegen lassen. Durch diese Besonderheit wirken sie wie winzige elektrische Batterien; zwei Elektroden, die in eine leitende Flüssigkeit eingetaucht und elektrisch miteinander verbunden sind. Je nach Gehalt kann Zinn im Verhältnis zu Stahl anodisch oder kathodisch sein.

Im ersten Fall, der am häufigsten vorkommt, löst sich das Zinn langsam auf, d.h. es schützt den Stahl und „opfert sich“. Solange Zinn in metallischer Form vorliegt und in direktem elektrischen Kontakt mit dem Eisen steht, kommt es zu keiner Perforation des Behälters. Wirkt das Zinn als Kathode, konzentriert sich die anodische Korrosion in den blanken Eisenporen und es kann zu einer schnellen Perforation kommen.

Normalerweise muss an der Kathode Wasserstoffgas freigesetzt werden, ein Gas, das das Vakuum im Kopfraum ersetzt, wodurch ein Überdruck im Kopfraum entstehen kann. Diese Bildung des Innendrucks kann auch auf einen mikrobiologischen Prozess zurückzuführen sein, ohne zu vergessen, dass einige Arten der bakteriologischen Veränderung keine Gase erzeugen. Wenn ein ausreichender Anstieg des Innendrucks stattgefunden hat, sollte der Boden oder der Deckel oder beides in der Mitte eine Verformung erleiden, die dem Verbraucher anzeigt, dass im Inneren der Dose etwas Ungewöhnliches passiert ist und der Inhalt möglicherweise in einem schlechten Zustand für den Verzehr ist. Wenn eine Manipulation ohne Gasproduktion stattgefunden hat, gibt es keine äußeren Anzeichen, die darauf hinweisen.

Bei sterilisierten Konserven entsteht während des Prozesses ein gewisser Innendruck im Behälter, der dazu führt, dass sich der Behälter ausbeult. Dieser Druck wird durch die Volumenzunahme des Produkts verursacht, wenn es sich durch die Einwirkung von Wärme ausdehnt. Wenn eine Luftkammer (Kopfraum) vorhanden ist, nimmt sie ab, wodurch sich der Druck – über den atmosphärischen Druck hinaus – erhöht und bei Abkühlung wieder auf den ursprünglichen negativen Wert (Vakuum) zurückgeht. Diese kurzzeitige Druckänderung erzeugt eine vorübergehende Verformung der Kappen, die anschließend wieder verschwindet. Wenn ursprünglich kein Vakuum oder kein Kopfraum vorhanden ist, ist der Druck im Inneren so groß, dass die Verformung in den Deckeln dauerhaft und irreversibel ist und ein Kanister entsteht, der aussieht, als würde er eine ernsthafte Veränderung erleiden. Daraus folgt, dass die Profile von Deckeln und Böden innerhalb bestimmter Grenzen verformbar und elastisch sein müssen, damit sie angemessene Druckschwankungen während des Prozesses aufnehmen können, nicht aber solche, die durch Gärung oder innere Korrosion entstehen und stärker ausgeprägt sind.

Die innere Korrosion eines Behälters, d. h. die Auflösung von Zinn im Doseninhalt, ist für den Verbraucher nicht schädlich, sie erzeugt lediglich Abweichungen in Geschmack, Geruch und Aufmachung des Produkts. Ein ausgebeulter Behälter aufgrund von Wasserstoffbildung durch Korrosion deutet daher nur darauf hin, dass es sich um eine alte Konservendose handelt, die ihr Haltbarkeitsdatum bereits überschritten hat.

Es gibt eine weitere häufige Art des Angriffs vom Inhalt eines Containers auf den Container. Dies ist keine Korrosion. Dies sind die Reaktionen der im Produkt vorhandenen oder bei der Sterilisation freigesetzten Schwefelverbindungen mit dem Weißblech. Die Reaktion kann mit Zinn oder Eisen erfolgen und erzeugt braune, graue oder schwarze Flecken unterschiedlichen Aussehens, abhängig von der Intensität der Reaktion, der Art des Weißblechs usw. Im schlimmsten Fall kann sich das Reaktionsprodukt mit der regelnden Flüssigkeit vermischen oder am Inhalt haften, was zwar nicht gesundheitsschädlich ist, aber ein sehr schlechtes Erscheinungsbild ergibt. Die Lösung für dieses Problem ist die Verwendung von Sanitärlacken, die heutzutage sehr verbreitet sind.

Aus den obigen Ausführungen lässt sich ableiten, dass die Haltbarkeit eines Dosenprodukts aufgrund der Korrosionswirkung von vielen Faktoren abhängt, aber alles in allem mit der Dicke der Zinnschicht im Inneren des Behälters variiert.

Wie bereits angedeutet, ist die Verwendung von Lacken die gängigste Technik, zumindest auf der Ober- und Unterseite. Wenn das Produkt nicht aggressiv ist, werden Lacke verwendet, um die Präsentation zu verbessern. Die Verwendung desselben erlaubt es, die Zinnbeschichtung zu reduzieren, was die Kosten des Lacks zu einem großen Teil kompensiert, abhängig von der Reduzierung des Zinns und der Menge des Lacks, die eine Funktion der Mengen und Qualitäten ist.

Bei ätzenden Produkten ist es üblich, die Innenseite des Behälters zu lackieren. Dies erfordert eine gute Qualität des Lackauftrags und setzt dennoch immer ein gewisses Risiko voraus, da die freigelegte Zinnoberfläche sehr klein ist – Poren im Lack – . Wenn das Zinn in diesen Poren kathodisch wirkt, schützt es das Eisen für eine gewisse Zeit, aber nicht sehr lange, da nur wenig Zinn „zur Verfügung“ steht und es bald in den Prozess der Perforation der Behälterwand übergeht. Wenn das Zinn anodisch wirkt, beginnt der Bohrvorgang sofort. Wenn das Risiko hoch ist, muss auf eine doppelte Gesamtlackierung oder sogar auf eine komplette Innenlackierung nach der Bildung des Behälters zurückgegriffen werden.

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